Введение в геохимию горючих ископаемых - Рисунки к тексту

Зона нефти 1,3R жирный газ

Метагенез

Катагенез

0,5R

Температурный градиент :3,5 °С/100 м

Био-метан o

o

2,0Ro Сухой газ 3,5Ro

Био - УВ (хемофоссилии)

Нефть

15 25

Газ

4

5

6

0 5 10 15 масс % от суммы запасов стратисферы с шагом по глубине 0,25 км

Место проявления ГЗН в зависимости от времени воздействия температуры 0 По Б. Тиссо, 1981 Бассейн Дуала Мел (90 млн. лет) --------------(60)90°С

1

Нефть

Сn

Газ

Интенсивность генерации нефти и углеводородного газа по ступенням погружения

2

Б

5

Г Ж

ос

0

50

100

150

135

200

мг/г нефтяных УВ на Сорг (в скобках -современная температура)

Т ПА

200

ГЗГ

Интенсивность генерации нефти и 3 углеводородного газа, кг/м РОВ (на нач. катагенеза, на этап Б)

Газ

III - Термокаталитическая

ВЗГ

Верхняя зона газообразования

ГЗГ

Главная зона газообразования

ГЗН

Главная зона нефтебразования

ГЗГ

230

Глубина, км - min

Глубина, км - max

Газ

К 160

--------------150°С

6

ГЗН 90

По В. В. Веберу, 1978

I - Биохимическая II - Переходная

ВЗГ

Д

------------ 100 °С Бассейн Юнита Эоцен (50 млн. лет)

4

По А. Э. Конторовичу,

Сапропелевое1976 Сапропелево ОВ гумусовое ОВ 10 20 30 10 20

50 1

--------------- (100)135°С

3

20

1 С1 ГЗГ 2 3 4 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 5 1+ С2+высш. ) от РОВ масс % (С (на начало катагенеза) 6 с шагом по глубине 0,25 км 7

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Нефть

Незрелая зона

n-Алканы

3

масс % от РОВ (на нач. катагенеза) с шагом по глубине 0,25 км

По Дж. Ханту , 1982

Глубина, км

Диагенез

Образование УВ

2

С2+

Зоны преобразования ОВ

По Б. Тиссо, Д. Вельте, 1981

1

0 0 0 0 0 0 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Нефть

Компоновка материалов выполнена Г.П. Былинкиным

0

Глубина, км

Максимальная температура, 200-250

Нефть

3.5

Этап

2.5

Тем-ра,°С

2.0

Стадия

1.55

110-170

Интенсивность генерации углеводородного газа по ступенням погружения По С.Г. Неручеву, Акромходжаеву (1973)

ГЗН

ПК

1.15

mim

МК

0.85

max

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

АК

0.65

50-110

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Глубина, км

0.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Распределение разведанных ресурсов нефти средних и крупных месторождений по глубине По С.Г. Неручеву, Дж. Ханту и др.

Глубина, км - mim

Первая графическая принципиальная схема

0.25

ДГ ПК МК1 МК2 МК3 МК4 МК5 АК1 АК2 АК3

Глубина, км

Б Д Г Ж К ОС Т ПА А

Градация

Индекс

Т

Интенсивность генерации нефти и битумоидов по ступеням погружения По Н.Б. Вассоевичу, 1967-1974

Глубина, км - max

Глубина, км

0 1 Био-метан 2 3 4 Нефть Газ 5 6 Сухой газ 7

Отраж.способн. o Витринита-R %

Интенсивность генерации нефти и углеводородного газа с глубиной По В.А. Соколову, 1967

Рис. 1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

Рис. 1. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КАУСТОБИОЛИТОВ

Рассеянное

Торфы Сапропели гумусо пресноводные, Диагенез сапропелевые морские

Бурые гумусовые угли

Бурые Сапропелиты Протогумусо-сапбогхеды, катагене ропелевые горючие сланцы з угли

Газовые (Г)

МК2

Жирные (Ж)

МК3

Коксовые (К)

МК4

Отощенно МК5 спекающиеся (ОС) Тощие (Т)

АК1

Полуантрацит (ПА) АК2 Антрацит (А)

P, T

Апокатагенез Главная зона газообразования

Каменные угли

Погружение

Длиннопламенные (Д) МК1

Мезокатагенез Главная зона нефтеобразования

Торфы гумусовые

АК3 Метагенез

Графит

ОВ

Небольшие залежи газа, тяжелой нефти и газогидраты

Фильтрованные дистиллятные нефти

Оксибитумы Асфальтиты, Асфальты, Мальты Тяжелые ароматические нефти

Первичные нефти

Нефтегазовые залежи, вторичные газоконденсатные системы

Тяжелый остаток

Легкие метановые нефти

Первичные газоконденсатные системы

Сухие и кислые газы глубинных зон

Оксикериты, Гуминокериты

Подъем, окисление

Озера и моря

Аэральное и субаэральное выветривание

Пиробитумы: Мальты Асфальты, Асфальтиты, Кериты, Антраксолиты, Шунгиты

Метановый

газ

Погружение, разрушение

Озера и болота

Битумы хорсанов, Альгариты

Миграция

Торфяные болота

Низшие организмы Гатчетиты, Озокериты

Высшие растения

Рис. 4. СООТНОШЕНИЕ В СТРАТИСФЕРЕ УГЛЕВОДОРОДИСТЫХ ОБРАЗОВАНИЙ (По Н.Б. Вассоевичу, 1986 г.)

Все углеводородистые соединения Живое вещество Почвы

86 %

Сапропелевое рассеянное органическоевещество

Сингенетичная микронефть Эпигенетичная микронефть

2.0 % 0.9 %

УВГ, растворенные в подземных водах

9%

Доманикиты, Баженовиты

2.0 % 0.02%

Концентри рованные формы ОВ

УВГ в залежах Нефть в залежах

0.025 %

Горючие и углистые сланцы

0.1%

Торф

0.001% 0.3 %

0

Гумусовое РОВ

Рассеянные формы ОВ

0.001% 0.01 %

Угли

20

40

60

80

массовый процент от всей массы С орг Общая масса углеводородистых органических веществ (общая масса С орг) в континентальном секторе стратисферы составляет 1,2Е+16 т. Приведенные данные отражают основной закон геохимии, установленный Ф.У. Кларком, В.М. Гольдшмитом, В.И. Вернадским: В земной коре имеет место абсолютное преобладание рассеянных форм элементов и их соединений

ГОРЮЧИЕ ИСКОПАЕМЫЕ 4 % УВГ в залежах 6 % Нефть и асфальты залежах 22 % Горючие сланцы 0.2 % Торф Угли

68 %

0 10 20 30 40 50 60 70 массовый процент от всей массы Сорг в горючих ископаемых

Общая масса УВ газа и нефти в залежах, горючих сланцев, торфа и угля в континентальном секторе стратисферы составляет 4,5Е+13 т.

Рис. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ КАУСТОБИОЛИТОВ ПО ЭЛЕМЕНТНОМУ СОСТАВУ

Вариант Г.Б. Былинкина по данным Дж. Ханта(1982), Б. Тиссо, Д. Вельте(1981), В.В. Семеновича, И.В. Высоцкого и др. (1987), К.Ф. Родионовой и др. (1981).

2.3 2.2 2.1 2 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

Липидное (алиново- амикагиновое) ОВ сапропелевого типа Нефть

Фитопланктон, зоопланктон альгинит I Споры, кора, смолы -лейптинит -коллоальгинит

II

4 5

3

О

Г

Ж

0,5Ro 0,65R o 0,85R o

0

1,15R o 3,5R

o

0.1

Торф

III -витринит

Д

К С ПА Т

2,5

6

Лигнин

1,55R o 2Ro

Древесина

2

Арконовое ОВ гумусового типа

Водоросли

1

Антрацит

Атомное отношение Н/С

СХЕМА ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НА ДИАГРАММЕ ВАН - КРЕВЕЛЕНА

0,25R o

Окисленное, обугленное гумусовое ОВ инертинит (фюзинит)

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Атомное отношение О/С

0.7

1 - Сапропелиты: угли класса богхеда, сложенные водорослями, фито -и зооплан ктоном, основным микрокомпонентом ископаемого сапропелитового ОВ явля ется альгинит. 2- Липтобиолиты: класс гумусовых углей, сложенных лейптинитовыми микроком понентами ископаемого ОВ. Группа лейптинита включает: споринит ( остатки спор), кутинит (остатки покровных тканей листьев и стеблей), суберинит (остатк коровых тканей), резинит (остатки смолы). В зарубежной литературе (Дж. Хант 1982) группа лейптинита называется также экзинитом и включает на наряду с липтобиолитами микрокомпоненты сапропелитовых углей группы альгинита 3 - Гумито - сапропелиты: угли класса кеннелей, в которых наряду с водорослями присуствуют компоненты высшей растительности группы лейптинита, представ ленной преимущественно микроспорами и витринита 4 - Горючие сланцы, сложенные сапропелевым ОВ 5 - Рассеянное органическое вещество (кероген) сапропелевого типа в нефтемате ринских отложениях. Основным микрокомпонентом является колоальгинит 6 - Рассеянное органическое вещество (кероген) гумусового типа в газоматерин ских отложениях. Диагностируемый форменный микрокомпонент - витринит o 0,5R Изолинии и значения отражательной способности витринита в масле, %. I - III Кривые основных типов ОВ (керогена) с диаграммы Ван - Кревелена Д-Т Индексы стадий углефикации каменных углей

Рис. 3. КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОТЕНОВ (по Н.Б. Вассоевичу, Н.В. Муратову)

Углеводородные газы

Нафтониты

Карбониты

Саприты

Нафтиды

Карботены Сапрогумиты

Нафтоиды

Гумиты

Апокарботены, суперантрацит, шунгит, графит Липтиты

Н. Б. Вассоевич и В. Н. Муратов исходя из представления о ведущей роли углерода в составе горючих ископаемых предложили новую классификацию каустобиолитов и назвали их карботенами. В этом случае генетический принцип (их происхождение) игнорируется, так как к карботенам относятся органические соединения как органического, так и неорганического происхождения; они могут быть горючими и негорючими и т. д. Для природных ископаемых угольного и нефтяного рядов соответственно предложены термины карбониты и нафтониты. Нафтиды объединяют все разновидности нефтей и продукты их преобразования в природных условиях; нафтоиды представляют собой нефтеподобные вещества, не связанные генетически с нефтью и образующиеся в результате термической деструкции 0В под влиянием высокой температуры магмы. Нафтиды включают магманафтоиды - углеводороды, которые встречаются в магме.

СТРУКТУРА ТОТЛИВНО ЭНЕРГЕТИС

Топливно - энергетический баланс по миру в 46 целом 29

Доля отдельных видов источников энергии, %

Нефть Уголь Газ Прочее

50

19 6

46

40 30

Горючий сланец Торф Бурый уголь Каменный уголь Антрацит Нефть Горючий газ

20 10

МДж/кг 9 14 28 34 35 45 46

29 7.4 6.3 26 30.6 33.1 43.7 45.8

11.1 21 30 36.4 36.2 46.2 46.2

19 6

0 Нефть

Уголь

Газ

Прочее

Теплотворная способность отдельных видов горючих ископаемых

Горючий сланец

9

Торф

14

Бурый уголь

28

Каменный уголь

34

Антрацит

35

Нефть

45

Горючий газ

46 0

10

20

30

40

50

Удельная теплота сгорания, МДж/кг Рис.6. Топливно - энергетический баланс и теплотворная способность горючих ископаемых По данным В.В. Семеновича, И.В. Высоцкого, Ю.И. Корчагиной и др.(1987)